第六章供应链环境下的库存管理.docx
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第六章供应链环境下的库存管理
第六章供应链管理环境下的库存管理
第一节传统的库存管理
一、库存与库存管理的基本概念
（一）定义
“库存”，在英语里面有两种表达方式：
Inventory和Stock，它表示用于将来目的的资源暂时处于闲置状态。
注意：
闲置的资源就是库存，与这种资源是否存放在仓库中没有关系，是否处于运动状态也没有关系。
（二）库存的作用
有人说“库存是一个必要的恶魔”，为什么？
1．使企业获得规模经济2．平衡需求和供给3．专业化生产4．防止不确定性造成的波动5．在整个供应链中起着缓冲器的作用
1．库存造成资金积压，引起资金周转困难 2．潜在投资利润的损失
3．由于库存物品价值变化，造成利润降低4．影响新产品的市场
5．增加了储存成本6．降低了物料搬运的效率
（三）库存的分类：
根据对物品需求是否重复可将物品分为单周期需求与多周期需求。
所谓单周期需求是指对物品在一段特定时间内的需求，过了这段时间，该物品就没有原有的使用价值了
•报纸、新年贺卡、圣诞树等属于这种物品；
•易腐食品（如海鲜、活鱼、新鲜水果）属于这种物品；
•机器设备的备件也属于这种物品
–多周期需求则指在足够长的时间里对某种物品的重复的、连续的需求，其库存需要不断地补充
•独立需求库存与相关需求库存
–来自用户的对企业产品和服务的需求称为独立需求。
独立需求最明显的特征是需求的对象和数量不确定，只能通过预测方法粗略地估计
–企业内部物料转化各环节之间所发生的需求称为相关需求。
相关需求也称为非独立需求,它可以按对最终产品的独立需求精确地计算出来
•垂直相关（与零件之间）；水平相关（与附件之间）
任何库存控制系统都必须回答如下三个问题：
（1）隔多长时间检查一次库存量？
（需求率）；
（2）何时提出补充订货？
（定货点）；（3）每次订多少？
（定购批量）
二、传统库存控制策略
–三种典型库存控制系统:
固定量系统（订货点和订货量固定，订货提前期为随机变量）;固定间隔期系统（订货间隔期固定，每次的订货量为随机变量）;最大最小系统（固定间隔期系统的变种，设置一个低限订货点）
1.（Q，R）策略
（Q，R）策略的基础思想是：
对库存进行连续性检查，当库存降低到订货点水平R时，即发出一个订货，每次的订货量保持不变，都为固定值Q。
该策略适用于需求量大、缺货费用较高、需求波动性很大的情形。
2.（R，S）策略
与（Q，R）策略一样，都是连续性检查型的策略，也就是要随时检查库存状态，当发现库存降低到订货点水平R时，开始订货，订货后使最大库存保持不变，即为常量S，若发出订单时库存量为I，则其订货量即为（S－I）。
该策略和（Q，R）策略的不同之处在于其订货量是按实际库存而定，因而订货量是可变的。
3.（t，S）策略
这一策略是每隔一定时期检查一次库存，并发出一次订货，把现有库存补充到最大库存水平S，如果检查时库存量为I，则订货量为S－I。
该策略适合于一些不很重要的或使用量不大的物资。
4.（t,R,S）策略
这是策略（t,S）和策略（R,S）的综合。
这种补给策略有一个固定的检查周期t、最大库存量S、固定订货点水平。
当经过一定的检查周期t后，若库存低于订货点，则发出订货，否则，不订货。
订货量的大小等于最大库存量减去检查时的库存量。
如图3－7所示
•
（二）ABC重点控制策略
•ABC分类的基本思想
–将物资按品种及价值划分为ABC三类，
–A类物资，品种占10%左右，价值占75%左右
–B类物资，品种占30%左右.价值均占20%左右；
–C类物资，品种占55%左右，价值只占5%左右。
•帕累托（Pareto）定律或“80－20法则”
–ABC分析方法来自于将“微不足道的多数”和“重要的少数”分开的帕累托定律。
如：
•一个公司的20％的消费者能占据其销售额的80％
•一所大学发现其课程的20％占据学生学时的80％
•一个国家20％人口占据其财富的80％
CVA管理法
为了使C类物资得到应有的重视，弥补ABC分类法的不足，有些企业在库存管理中引入了关键因素分析法（CriticalValueAnalysis，CVA）。
CVA的基本思想是把存货按照关键性进行分类，即：
（1）最高优先级。
这是经营的关键性物资，不允许缺货。
（2）较高优先级。
这是指经营活动中的基础性物资，允许偶尔缺货。
（3）中等优先级。
这多属于比较重要的物资，允许合理范围内的缺货。
（4）较低优先级。
经营中需用这些物质，可替代性高，允许缺货。
ABC分类法的具体步骤
1、收集数据
按分析对象和分析内容，收集有关数据。
例如，打算分析产品成本，则应收集产品成本因素、产品成本构成等方面的数据；打算分析针对某一系统搞价值工程，则应收集系统中各局部功能、各局部成本等数据。
2、处理数据
对收集来的数据资料进行整理，按要求计算和汇总。
3、制ABC分析表
ABC分析表栏目构成如下：
第一栏物品名称；第二栏品目数累计，即每一种物品皆为一个品目数，品目数累计实际就是序号；第三栏品目数累计百分数，即累计品目数对总品目数的百分比；第四栏物品单价；第五栏平均库存；第六栏是第四栏单价乘以第五栏平均库存，为各种物品平均资金占用额；第七栏为平均资金占用额累计；第八栏平均资金占用额累计百分数；第九栏为分类结果。
制表按下述步骤进行：
将第2步已求算出的平均资金占用额，以大排队方式，由高至低填入表中第六栏。
以此栏为准，将相当物品名称填入第一栏、物品单价填入第四栏、平均库存填入第五栏、在第二栏中按1、2、3、4......编号，则为品目累计。
此后，计算品目数累计百分数、填入第三栏；计算平均资金占用额累计，填入第七栏；计算平均资金占用额累计百分数，填人第八栏。
4、根据ABC分析表确定分类
•按ABC分析表，观察第三栏累计品目百分数和第八栏平均资金占用额累计百分数，将累计品目百分数为5一15％而平均资金占用额累计百分数为60一80％左右的前几个物品，确定为A类；
•将累计品目百分数为20一30％，而平均资金占用额累计百分数也为20一30％的物品，确定为B类；其余为C类，C类情况正和A类相反，其累计品目百分数为60一80％，而平均资金占用额累计百分数仅为5—15％。
5、绘ABC分析图
•以累计品目百分数为横坐标，以累计资金占用额百分数为纵坐标，按ABC分析表第三栏和第八栏所提供的数据，在坐标图上取点，并联结各点曲线，则绘成ABC曲线。
• 按ABC分析曲线对应的数据，按ABC分析表确定A、B、C三个类别的方法，在图上标明A、B、C三类，则制成ABC分析图。
表一ABC库存分类法
类别
品种数占全部品种比例%
消耗金额占总消耗金额比例%
A
5%-15%
60%-80%
B
20%-30%
20%-30%
C
60%-80%
5%-15%
二、ABC分类法的实施
1.确定统计期
根据企业性质和物资周转频率及库存峰值，确定统计期。
本文的统计期为2008年上半年数据
2.收集基础数据
将各系列的出库金额进行统计，按降序方式排列，取排列前15名的系列作为ABC分类法物资统计的数据基础。
3.作分类汇总表
通过对种类及消耗金额占全部种类及消耗金额的百分比，分类及累计汇总，编制出物资年度消耗ABC分类表，
4.ABC分类表
例题：
某企业决定采用ABC分类法管理产品库存，初步打算是对A类产品放在基层仓库，以提高客户服务水平；对C类产品，由中央仓库供货以减少库存压力；B类产品则由地区仓库供货。
已知该企业去年共经营10个品牌的产品，各种产品的年销售额如表所示。
品种
销售额（万元）
001
45
002
9
003
3
004
20
005
62
006
10
007
2
008
15
009
23
010
17
品种
累计产品比率
销售额
累计销售额
累计销售比率（%）
005
0.01
62
62
30.10
001
0.20
45
107
51.94
009
0.30
23
130
63.11
004
0.40
20
150
72.82
010
0.50
17
167
81.07
008
0.60
15
182
88.35
006
0.70
10
192
93.20
002
0.80
9
201
97.57
003
0.90
3
204
99.03
007
1.00
2
206
100.00
合计
1.00
206
我们可以将累计销售比率占63.1%的005、001、009类产品作为A类；将004、008、010类产品划分为B类；其余产品定义为C类
某企业安装公司有一项供暖安装工程，企业物资部门制定了本工程的材料采购计划，并列出了所需材料品种，数量和单价见下表：
品名
1
2
3
4
5
6
7
单价
22.3
5.8
2.5
1.2
3.6
4.5
0.1
数量
260
86
170
352
95
55
2400
（1）简述用ABC分类法作材料分析的步骤。
（2）用ABC分类法进行材料分类，并指出材料管理的重点。
（三）经济订购批量策略
与库存有关的费用RelevantCosts
1、随库存量增加而上升的费用
（1）资金成本。
库存资源本身占用资金，这些资金本可用于其它活动创造新的价值，库存使这部分资金闲置，造成机会损失。
（2）仓储空间费用。
维持库存须建仓库、配备设备，还要发生供暖、照明、修理、保管等维持费用。
（3）物品变质和陈旧发生的成本。
在闲置过程中，物品会发生变质和陈旧，产生费用。
（4）税收和保险。
2、随库存量增加而下降的费用
（1）订货费——订货费与发出订单活动和收货活动有关，包括评判要价、谈判、准备订单、通讯、收货检查等，它一般与订货次数有关，而与一次订多少数量无关。
（2）调整准备费（Setupcost）——加工零件一般需要准备图纸、工艺和工具，需要调整机床、安装工艺装备，这些活动需要费用。
如果花费一次调整准备费多加工一些零件，则分摊在每个零件上的调整准备费就少，但扩大加工批量会增加库存。
（3）购买费和加工费——采购或加工的批量大，可能会有价格折扣；
（4）生产管理费——加工批量大，分摊到每个工件上的管理工作量就少，单位产品的管理费用较低；
（5）缺货损失费——批量大则发生缺货的可能性低，缺货损失就少。
3、库存总费用
计算库存总费用一般以年为时间单位，年库存费用包括以下4项：
（1）年维持库存费（Holdingcost）：
以CH表示，是维持库存所必需的费用。
包括资金成本、仓库及设备折旧、税收、保险、陈旧化损失等。
这部分费用与物品价值和平均库存量有关。
（2）年补充订货费（Reordercost）：
以CR表示，与全年发生的订货次数有关，一般与一次订多少数量无关。
3）年购买费（加工费，Purchasingcost）：
以CP表示，与价格和订货数量有关。
（4）年缺货损失费（Shortagecost）：
以CS表示，它反映失去销售机会带来的损失、信誉损失以及影响生产造成的损失，与缺货多少、缺货次数有关。
若以TC表示年库存总费用，则
TC=CH+CR+CP+CS
对库存进行优化的目标就是要使CT最小。
经济订货批量（EconomicOrderQuantity,简称EOQ），即按照库存总费用最小的原则确定出的订货批量.
EOQ是最常用的也是最经典的确定型库存模型和随机型库存模型。
1.基本假设
▪产品需求是确定的，且在整个期间保持不变
▪所有对产品的需求都能满足，没有缺货
▪提前期是固定的
▪单位产品的价格是固定的
▪存储成本以平均库存为计算依据
▪订购或生产准备成本固定
▪产品项目是单一品种
经济订货批量（EOQ）是存货维持与订货处理相结合使成本最低的补给订货批量。
▪2.公式的推导
（1）建立年总库存成本的数学模型。
TC=PC+HC
TC=DC+（D/Q）*K+（Q/2）*H
TC：
年总库存成本
PC：
年采购进货成本
HC：
年保管仓储成本
D：
年需求量
C：
单位产品购买价格
Q*：
订购批量
K：
每次订货的成本
H：
单位产品的年保管仓储成本
2）确定订购批量Q*，以使总库存成本最小。
▪则每年订货次数N和订货间隔期间T分别为
▪N=D/Q*T=365/N
例：
某公司全年耗用甲种材料1800千克，该材料单价20元，年单位储存成本4元，一次订货成本25元。
要求确定：
1、经济订货批量。
2、最佳订货次数。
3、最佳订货周期。
订货点:
是指当库存量降低到某一数量点时就要发出订货通知。
●订货点的确定有两种情况：
1.需求和订货提前期稳定：
订货点=日平均需要量*订货提前期（以日为单位）
2.需求和订货提前期不稳定：
订货点=日平均需要量*平均订货提前期+安全库存
某公司以单价为10元每年购入某产品8000件。
每次订货费用为30元，资金年利息率为12％，单位库存费用按所库存货物价值的18％计算。
若每次订货的提前期为2周，试求经济订货批量、最低年总成本、年订购次数和订货点。
二、基本库存控制方法
（一）定量订货法
定量订货法的概念和基本原理
1．概念：
定量订货法是指当库存量下降到预定的最低库存量（订货点）时，按规定数量（一般以经济批量EOQ为标准）进行订货补充的一种库存控制方法。
2．基本原理：
预先确定一个订货点Qk和订货批量Q*，在销售过程中，随时检查库存，当库存下降到Qk时，就发出一个订货批量Q*，一般取经济批量EOQ（EconomicOrderQuantity）。
结论一：
需求量和订货提前期可以是确定的，也可以是不确定的。
结论二：
订货点QK包括安全库存QS和订货提前期的平均需求量DL两部分。
当需求量和订货提前期都确定的情况下，不需要设置安全库存；当需求量和订货提前期都不确定的情况下，设置安全库存是非常必要的。
结论三：
由于控制了订货点QK和订货批量Q*使得整个系统的库存水平得到了控制，从而使库存费用得到控制。
定量订货法控制参数的确定
定量订货法的实施主要取决于两个控制参数：
订货点
订货批量
1．订货点的确定
在定量订货法中，发出订货时仓库里该品种保有的实际库存量叫做订货点。
它是直接控制库存水平的关键。
（1）在需求量和订货提前期都确定的情况下，不需要设置安全库存，可直接求出订货点。
公式如下：
订货点=订货提前期的平均需求量=每个订货提前期的需求量
=每天需求量×订货提前期（天）
=（全年需求量/360）×订货提前期（天）
（2）在需求和订货提前期都不确定的情况下，安全库存的设置是非常必要的。
公式如下：
订货点=订货提前期的平均需求量+安全库存
=（单位时间的平均需求量×最大订货提前期）+安全库存
在这里，安全库存需要用概率统计的方法求出，公式如下：
安全库存=安全系数×√最大订货提前期×需求变动值（日需求的标准差）
式中：
安全系数可根据缺货概率查安全系数表得到；最大订货提前期根据以往数据得到；需求变动值可用下列方法求得：
需求变动值=
ya:
平均需求量
安全系数表
缺货概率（%）
30.0
27.4
25.0
20.0
16.0
15.0
13.6
安全系数值
0.54
0.60
0.68
0.84
1.00
1.04
1.10
缺货概率（%）
11.5
10.0
8.1
6.7
5.5
5.0
4.0
安全系数值
1.20
1.28
1.40
1.50
1.60
1.65
1.75
缺货概率（%）
3.6
2.9
2.3
2.0
1.4
1.0
安全系数值
1.80
1.90
2.00
2.05
2.20
2.33
例：
某商品在过去三个月中的实际需求量分别为：
一月份126箱，二月份110箱，三月份127箱。
最大订货提前期为2个月，缺货概率根据经验统计为5%，求该商品的订货点。
解：
平均月需求量=（126+110+127）/3=121箱
缺货概率为5%，查表得：
安全系数=1.65
需求变动值=
=7.79
安全库存=1.65×2×7.79=19箱
订货点=121×2+18.17=261箱
2．订货批量的确定
订货批量就是一次订货的数量。
它直接影响库存量的高低，同时也直接影响物资供应的满足程度。
在定量订货中，对每一个具体的品种而言，每次订货批量都是相同的，通常是以经济批量作为订货批量。
某仓库A商品年需求量为36000件，去年四季度的实际需求量分别为162件、180件、177件，最大订货提前期为2个月，缺货概率根据经验统计为10%，该商品的单位年保管费为4元，每次订货成本为80元，要求确定该商品的订货点（62件）和经济订货批量（1200件）。
定期订货法的概念和基本原理
1．概念：
定期订货法是按预先确定的订货时间间隔进行订货补充的库存管理方法。
2．基本原理：
预先确定一个订货周期T和最高库存量Qmax，周期性的检查库存，根据最高库存量、实际库存、在途订货量和待出库商品数量，计算出每次订货批量，发出订货指令，组织订货。
定期订货法控制参数的确定
定期订货法的实施主要取决于三个控制参数：
订货周期；最高库存量；订货批量
1．订货周期T的确定
在定期订货法中，订货点实际上就是订货周期，其间隔时间总是相等的。
它直接决定最高库存量的大小，即库存水平的高低，进而也决定了库存成本的多少。
从费用角度出发，如果要使总费用达到最小，我们可以采用经济订货周期的方法来确定。
假设以年为单位
根据：
年采购成本=年保管成本
即：
C3/T=TRC1/2T*—经济订货周期
C3—单次订货成本
T*=√2C3/C1RC1—单位商品年储存成本
R—单位时间内库存商品需求量
2.最高库存量Qmax的确定
定期订货法的最高库存量是用以满足（T+Tk）期间内的库存需求的，所以我们可以用（T+Tk）期间的库存需求量为基础。
考虑到为随机发生的不确定库存需求，再设置一定的安全库存。
公式如下：
Qmax=R（T+Tk）+QsQmax—最高库存量
R—（T+Tk）期间的库存需求量平均值
T—订货周期
Tk—平均订货提前期
Qs—安全库存量
3．订货批量的确定
定期订货法每次的订货数量是不固定的，订货批量的多少都是由当时的实际库存量的大小决定的，考虑到订货点时的在途到货量和已发出出货指令尚未出货的待出货数量，则每次订货的订货量的计算公式为：
Qi=Qmax-QNi-QKi+QMi
式中：
Qi—第i次订货的订货量
Qmax—最高库存量
QNi—第i次订货点的在途到货量
QKi—第i次订货点的实际库存量
QMi—第i次订货点的待出库货物数量
例：
某仓库A商品订货周期18天，平均订货提前期3天，平均库存需求量为每天120箱，安全库存量360箱，。
另某次订货时在途到货量600箱，实际库存量1500箱，待出库货物数量500箱，试计算该仓库A商品最高库存量和该次订货时的订货批量。
解：
根据Qmax=R（T+Tk）+Qs=120*（18+3）+360=2880（箱）
根据Qi=Qmax-QNi-QKi+QMi=2880-600-1500+500=1280（箱）
【例】某货品的需求率服从正态分布，其日均需求量为200件，标准差为25件，订购的提前期为5天，要求的服务水平为95%，每次订购成本为450元，年保管费率为20％，货品单价为1元，企业全年工作250天，本次盘存量为500件，经济订货周期为24天。
计算目标库存水平与本次订购批量。
解：
1）（T+L）期内的平均需求量=（24+5）×200＝5800件
2）（T+L）期内的需求变动标准差=135（件）
3）目标库存水平：
Q0＝5800+1.96×135＝6065件
4）订购批量：
Q＝6065—500=5565件
从上例的计算结果可以看出，在同样的服务水平下，固定订货期限系统的保险储备量和订购批量都要比固定订货量系统的保险储备量和订购批量大得多。
这是由于在固定订货期系统中需满足订货周期加提前期内需求量和防止在上述期间发生缺货所需的保险储备量。
这就是为什么一些关键物品、价格高的物品不用固定订货期法，而用固定订货量法的原因。
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•定量订货
•目标仍然是使总库存费用最少
•随机型库存问题与确定性库存问题的最大差别在于：
允许缺货
服务水平的衡量方法
–整个周期由供货的数量/整个周期的需求量；
–提前期内供货的数量/提前期的需求量；
–顾客订货得到完全满足的次数/订货发生的总次数；
–不发生缺货的补充周期数/总补充周期数；
–
手头有货可供的时间/总服务时间。
取提前期内需求DL不超过订货点ROP的概率作为服务水平：
安全库存（safetystock）.
——可定义为超出预期需求之外的附加库存。
确定标准：
一：
简单规定该存储几周的供应量作为安全库存。
二：
使用一种能跟踪需求的变化幅度的方法。
——如：
概率方法
定量订货系统对库存水平进行连续监控，且当库存量将至一定水平R时，就进行新的采购。
在该模型中，缺货的风险只发生在订购提前期中，即在订购的时刻与收到货物的时间之间。
对于定量订购模型，需求量确定与不确定的主要区别在于再订购点的计算，对于这两种情况的订购批量是相同的。
求解安全库存适应考虑需求不确定的因素。
再订购点的计算公式为：
R=L+ZóL（1-4）
式中：
R——以单位产品记的再订购点
——日平均需求量
L——以天计的提前期（下达订单与收到货
物之间的时段）
Z——某服务水平之下的标准差个数
óL——提前期中使用量的标准差
ZóL为安全库存量
注意：
如果安全库存量为正，则在订购的时间应当提前。
R的值扣除安全库存量就是提前期内的平均需求量。
如果订货提前期期间的使用量为20单位，计算出的安全库存量为5单位，那么就应在库存剩余5单位时发出订单。
安全库存计算：
SS=ZóL
以前述为例，有：
SS=ZóL=1.64×22.36=36.67
题：
考察一个经济订购批量的案例。
已知年需求量D=1000单位，经济订购批量Q=200单位，不出现缺货的期望概率P=0.95.
提前期内需求的标准差ÓL=25单位，提前期L=15天，
求：
再订购点。
假设需求在工作日发生，而该年度工作日为250天
题：
某产品的日需求量服从均值为60，标准差为7的正态分布。
供应来源可靠，提前期固定为6天，订购成本为10美元，年持有成本为每单位0.50
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